DVD遥控器外壳上半部分塑料模具设计教学提纲.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。DVD遥控器外壳上半部分塑料模具设计-集美大学(工程技术学院)毕业设计(论文)题目DVD遥控器外壳上半部分塑料模具设计性质:毕业设计毕业论文学生姓名学号学院集美大学工程技术学院专业指导教师目录第一章绪论2一毕业设计应达到的要求2二塑料模具的分类2三塑料成型在工业生产中的重要性2第二章零件的工艺分析3一材料的选择3二产品工艺性与结构分析5第三章模具结构设计7一模具型腔的设计7二.成型零件的设计与计算12三模架的设计16第四章绘制装配图和零件图及总结19参考文献19前言毕业设计是在修完所有课程之后,我们走向
2、社会之前的一次综合性设计。在此次设计中,主要用到所学的注射模设计,以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程,即注射成型的分析、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点,主要包括成型位置的及分型面的选择,模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择,模具工作零件的结构设计,侧面分型及抽芯机构的设计,推出机构的设计,拉料杆的形式选择,排气方式设计等。通过本次毕业设计,使我更加了解模具设计的含义,以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际
3、问题,这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。本次毕业设计也得到了老师和同学的帮助,在此一一表示感谢!由于实践经验的缺乏,且水平有限,时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处,恳请各位老师批评指正。在编写说明书过程中,我参考了塑料模成型工艺与模具设计、实用注塑模设计手册和模具制造工艺等有关教材。引用了有关手册的公式及图表。但由于本人水平的有限,本说明书存在一些缺点和错误,希望老师多加指正,以达到本次设计的目的。第一章绪论一毕业设计应达到的要求通过这次毕业设计,应达到学校对毕业设计的要求,同时对于本具体的塑料注射模的设计,应达到如下目的:1.更深入了解聚合物的物理性能、流动性、成型过程中的物理
4、、化学变化以及塑料的组成、分类及其性能。2.更深入了解塑料成型的基本原理和工艺特点,正确分析成型工艺对模具的要求。3.掌握各种成型设备对各类模具的要求。4.掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法,能设计中等复杂模具。5.具有分析、解决成型现场技术技术问题的能力,包括具有分析成型缺陷产生的原因和提出克服办法的能力。6.在设计中熟练使用ProE4.0和Mastercam等3D造型软件和AutoCAD等2D绘图软件。7.结合以前学过的各门课程,综合运用各种知识来完善这次毕业设计。8.在设计过程中,还应该注意了解塑料模具的新工艺、新技术和新材料的发展动态,阅读外文资料,学习掌握新知识,更好地为本设计
5、和振兴我国的塑料成型加工技术服务。二塑料模具的分类塑料模具的分类的方法很多,按照塑料制件的成型方法不同可以分为以下几类:1. 注射模(又称注塑模);2. 压缩模;3. 压注模;4. 挤出模;5. 气动成型模。以上是常见的成型方法,还有泡沫塑料成型模、搪塑模、浇铸模、回转成型模、聚四氟乙稀压锭模等。三塑料成型在工业生产中的重要性1塑料及塑料工业的发展塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物,简称高聚物。塑料其余成分包括增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料及其它配合剂。塑料制件在工业中应用日趋普遍,这是由于它的一系列特殊的优点决定的。塑料密度小、质量轻。塑料比强度高;绝缘性能好,介电损耗低,是电子
6、工业不可缺少的原材料;塑料的化学稳定性高,对酸、碱和许多化学药品都有很好的耐腐蚀能力;塑料还有很好的减摩、耐磨及减震、隔音性能也较好。因此,塑料跻身于金属、纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列,在国民经济中,塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。2塑料成型在工业生产中的重要作用模具是工业生产中重要的工艺装备,模具工业是国民经济各部门发展的重要基础之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具,它是型腔模的一种类型。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的好坏,直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代,影响着产品质量和经济效益的提高。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基础
7、”,日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的劳动力”。近年来,我国各行业对模具的发展都非常重视。1989年,国务院颁布了“当前产业政策要点的决定”,在重点支持改造的产业、产品中,把模具制造列为机械技术改造序列的第一位,它确定了模具工业在国民经济中的重要地位,也提出了振兴模具工业的主要任务。3塑料成型技术的发展趋势一副好的塑料模具与模具的设计、模具材料及模具制造有很大的关系。塑料成型技术发展趋势可以简单地归纳为一下几个方面:1. 模具的标准化为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要,模具的标准化工作十分重要,目前我国标准化程度只达到20。注射模具零部件、模具技术条件和标准模架等有一下
8、14个标准:当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置;精密标准模架、精密导向件系列;标准模板及模具标准件的先进技术和等向标准化模块等。2. 加强理论研究3. 塑料制件的精密化、微型化和超大型化4. 新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用各种新材料的研制和应用,模具加工技术的革新,CAD/CAM/CAE技术的应用都是模具设计制造的发展趋势。第二章零件的工艺分析一材料的选择1.材料的选择本产品为遥控器的外壳,首先从它的使用性能上分析必须具备有一定的综合机械性能包括良好的机械强度,和一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能。能满足以上性能的塑料材料有多种,但从材料的来源以
9、及材料的成本考虑,ABS更适合些。ABS是目前世界上应用最广泛的材料,它的来源广,成本低,符合塑料成型的经济性。因此,在选用材料时,考虑采用ABS,并且作为遥控器的一个外壳ABS能满足它的使用性能合成型特性。ABS料件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3,ABS(抗冲)收缩率为0.30.8,ABS(耐热)收缩率为0.30.8。ABS具有及好的抗冲击强度,且在低温下也不迅速降解。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响,在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶
10、胀。ABS塑料表面受冰酸醋、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是赖热性不高,连续工作温度为70C左右,热变形温度约为93C左右。耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同,其性能也略有差异,从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。2主要用途ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等,还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS
11、还可以用来制作纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、农药喷雾器及家具等。3成型特点ABS在升温是粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大;ABS易吸水,成型加工前应进行干燥处理;易产生熔接痕,模具设计时应尽量减小浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。要求塑件精度高时,模具温度可控制在5060C,要求塑件光泽和耐热时,应控制在6080C。4ABS注射参数注射类型:螺杆式螺杆转速:3060r/min喷嘴类型:形式直通式;温度180190C料筒温度:前段200210C;中段210230C;后段180200C模具温度:5070C注射压
12、力:7090MPa保压力:5070MPa注射时间:35S保压时间:1530S冷却时间:1530S成型时间:4070S二产品工艺性与结构分析1.尺寸的精度影响尺寸精度的因素很多。首先是模具的制造精度和模具的磨损程度,其次是塑料收缩率的波动及成型时工艺条件的变化、塑件成型后时效变化和模具结构形状等。因塑件的尺寸精度往往不高,应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑件公差数值根据SJ1372-78塑料制件公差数值标准确定。精度等级选用根据SJ1372-78选择,本零件配合要求不高,精度等级选择一般精度,为级精度,无公差值者,按级精度取值,如表所示。表塑件尺寸公差()基本尺寸精度等级基本尺寸精
13、度等级0.120.4865800.381.6360.140.56801000.441.86100.160.611001200.502.010140.180.721201400.562.214180.200.801401600.622.418240.220.881601800.682.72.脱模斜度塑件冷却时收缩会使它紧紧包紧型芯或型腔中的凸起部分,因此,为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件,防止脱模时拉伤塑件,在设计时必须塑件内外表面沿脱模方向留有足够的斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率。在不影响塑件的使用前提下,脱模斜度可以取大一些。在开模后塑件留在型腔内,查表可知AB
14、S的脱模斜度为:型腔:40120;型芯:351。如果开模后塑件留在型腔内时,塑件内表面的脱模斜度应大于塑件外表面的脱模斜度,即以上值反之。在本次设计的塑件中,设ABS的脱模斜度为:型腔:1,型芯:50。一般情况下,脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。3.壁厚塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响,壁厚过小成型时流动阻力大,大型塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足一下几方面要求:具有足够的强度和刚度;脱模时能够受推出机构的推出力而不变形;能够受装配时的紧固力。查热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚可知,ABS制件最小壁厚为0.8,中型塑件推荐壁厚为1。同一塑件的壁厚应尽可能一致,否则会因冷却或固化速度
15、不同产生附加内应力,使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹甚至开裂。塑件局部过厚会出现凹痕,内部会产生气泡。在要求必需有不同壁厚时,不同壁厚的比例不应超过,且应采用适当的修饰半径以减缓厚薄过渡部分的突然变化。综上,根据塑件的使用性能要求,本塑件的壁厚取值本塑件的壁厚为1.5。4.圆角塑件除了有使用要求的部位要采用尖角外,其它转角处都应用圆角过渡,这样才不会因在转角处应力集中,在受力或冲击震动时发生破裂,甚至在脱模过程中由于成型内应力而开裂,特别是在塑件的内角处。通常,内壁圆角半径应是壁厚额一半,而外壁圆角半径为壁厚的1.5倍,一般圆角不小于0.5。塑件各个圆角半径参见塑件零件图。第三章模具结构设计一模具型
16、腔的设计注射模具的典型结构有单分型注射模、双分型注射模、斜导柱侧向分型与抽芯注射模、斜滑块侧向抽芯注射模、带有活动镶件的注射模、定模带有推出装置的注射模等等。跟据塑件的结构特征和使用要求,本模具采用双分型面结构,其中一个分形面是为了使浇注系统的冷凝料自动脱落下来,而另外一个分型面则是用于脱模了。由于本塑件侧壁有2个与开模方向不一致的凹槽,所以必须首先将成型这部分的型芯脱离出件,才能将整个塑件从模具中脱出。这种型芯通常称为侧型芯,并加工成可动形式。这里考虑开模时侧向抽芯与分型与塑件的推出同步,故可采用斜滑块外侧抽芯机构。这里采用斜导柱在定模上,滑块在动模上的注塑模结构。斜滑块使用压条安装在动模凹
17、槽内,可以沿凹槽滑动。斜导柱固定在定模上。斜导柱与滑块上的斜孔一般采用H8/f8或H8/f7的配合,在开模时,滑块随着动模沿斜导柱向外侧运动,脱离出件。为了保证制品的精度(考虑到只靠导柱对斜滑块进行定位,怕强度不够,影响制品的尺寸精度)应为斜滑块设计定位装置。这里采用限位块的形式,将它与斜滑块之间为斜面配合。把限位块与定模做成整体式,这样在注塑是对滑块起到定位作用,从而保证了制品的尺寸精度。1型腔数量以及排列方式本塑料制件为遥控器的外壳,生产的批量较大,为了提高生产效率,但又要保证产品的一致性,故不宜采用一模多腔的形式:每增加一个型腔,由于型腔的制造误差和成型工艺误差的影响,塑件的尺寸精度要降
18、低约4%8%,因此多型腔模具(n4)一般不能生产高精度的塑件。因此,本模具可采用一模两腔的形式,分别是遥控器的上下盖。其布局示意图如下:2分型面的设计分型面是决定模具结构形式的重要应素,它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系,并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模,因此,分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。选择分型面时一般应尊循以下几项基本原则:1. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处;2. 确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模;3. 保证塑件的精度要求;4. 满足塑件外观质量的要求;5. 便于模具的加工与制造;6. 对成型面积的影响;7. 排气的效果的考虑;8. 对侧向抽芯
19、的影响。根据分型面选择的原则,通过综合分析比较,确定以下的两个方案:单分型面和双分型面。方案一:双分型面选用双分型面形式的优点:模具进料均匀、平稳。选用双分型面形式的缺点:增加模具的结构复杂性,增加模具的厚度,而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹。不符合模具的加工经济性。方案二:选用单分型面结构的示意图如下:选用单分型面的优点:使模具的结构简单化,减小模具的厚度,也节省了模具材料,且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。进料的距离也大大的缩短了。从以上的两个方案进行比较,采用方案一(双分型面)比采用方案二(单分型面)更符合要求,方案二符合了模具的加工经济性,因此,本模具宜采用双分型面的形式。3
20、浇注系统与排溢系统的设计浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要完节,它对获得优良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接应响,是模具设计者重视的技术问题。对浇注系统进行总体设计时,一般应遵循如下基本原则:1. 采用尽量短的流程,以减少热量与压力损失;2. 浇注系统设计应有利于良好的排气;3. 便于修整浇口以保证塑件外观质量;4. 浇注系统应结合型腔布局同时考虑。从给出的塑料制件看,既要保证塑件的外观要求,又要考虑浇注系统设计的几项原则。4主流道的设计主流道是塑料熔融体进入模具型腔时最先经过的部位,它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。其形状为圆锥形,便于熔体顺利地向前流动,开模
21、时主流道凝料又能顺利地拉出来。由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞,通常不直接开在定模板上,而是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。浇口套的选用:进料口直径:D=d+(0.51)mm=30.54mm式中d为注塑机喷嘴口直径。球面凹坑半径:R=r+(0.51)mm=10+0.510.5mm式中r为注塑机喷嘴球头半径。复接触和碰撞,所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套,以便选用优质钢材单独加工和热处理。主流道的设计参考教材塑料成型工艺与模具设计P114表5-2主流的部分尺寸:符号名称尺寸d主流道小直径注射喷嘴直径+(0.51)SR主流道球面半径喷嘴球面半径+(12)h球面配合高度
22、35a主流道锥角26L主流道长度尽量60D主流道大端直径d+2Ltga/2查模具设计与制造简明手册P386表2-40常用热塑性塑料注射机型号和主要技术规格XS-ZY-250:喷嘴球半径=18;主流道小端直径=4。则主流道小端直径d=4+1=5;球面配合高度h取4;主流道锥角取40;主流道球面直径SR=18+3=21;L和D还待定。5分流道设计分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔,并且流动过程中压力损失尽可能小,能使塑料熔体均衡地分配到各个型腔。在设计时考虑到以上的原则有两种设计形式:圆形截面分流道和梯形截面分流道。下面是这两种形式的比较:圆
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